專利名稱：無源光分路器和無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例涉及光通信技術(shù)，尤其涉及一種無源光分路器(Passive Optical Splitter，簡稱 P0S)和無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(Passive Optical Network，簡稱 PON)。
背景技術(shù)：
隨著用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的增長，傳統(tǒng)的銅線寬帶接入網(wǎng)面臨著帶寬瓶頸，而光纖接入網(wǎng)成為下一代寬帶接入網(wǎng)的有力競爭者。在各種光纖接入網(wǎng)中，無源光網(wǎng)絡(luò) (Passive Optical Network，簡稱 PO N)系統(tǒng)最具競爭力。圖1為現(xiàn)有的PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有的PON系統(tǒng)包括一個(gè)位于中心局的光線路終端(Optical Line Terminal，簡稱0LT)，至少一個(gè)無源光分路器 (Passive Optical Splitter，簡稱P0S)以及位于用戶端的至少一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit，簡稱0NU)。其中，從OLT到ONU的方向?yàn)橄滦蟹较颍琍OS在下行方向用于將來自O(shè)LT的下行信號(hào)功率分割為多個(gè)信號(hào)并分別發(fā)送到至少一個(gè)ONU ；從ONU到OLT的方向?yàn)樯闲蟹较?，POS在上行方向采用時(shí)分復(fù)用方式令來自至少一個(gè)ONU的至少一個(gè)上行信號(hào)依次通過并發(fā)送到0LT?，F(xiàn)有的POS包括光纖熔融拉錐(Fused Biconical Taper，簡稱FBT)型和平面光波導(dǎo)(Planar Lig htwave Circuit，簡稱PLC)型。以1 2的POS為例，在下行方向，POS 將光功率一分為二，每一支路上的損耗為50%，即3dB。在上行方向，其中一分支輸入的光將有50%泄露掉，只有50%能通過，也即3dB損耗。以1 32的商用化PLC型POS為例， 上行方向和下行方向的損耗實(shí)測均為17dB左右，進(jìn)而導(dǎo)致96%的光被泄露掉了，這樣對(duì)于 ONU而言就需要較大的功率才能穿透POS進(jìn)行信號(hào)傳輸。因此，在上行方向，現(xiàn)有的POS在傳輸過程中大量光被泄露，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的光損耗的問題，使得上行傳輸效率很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種P0S，以及一種Ρ0Ν，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中無源光分路器在上行方向存在的光泄露進(jìn)而導(dǎo)致光損耗的問題，以降低上行傳輸?shù)墓鈸p耗，從而提高上行傳輸效率。本發(fā)明實(shí)施例提供一種P0S，包括至少兩根分路單模波導(dǎo)、至少一根合路單模波導(dǎo)和至少一根錐形波導(dǎo)，其中，所述錐形波導(dǎo)的一端耦合到至少兩根分路單模波導(dǎo)，所述錐形波導(dǎo)的另一端耦合到至少一根合路單模波導(dǎo)；所述錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成，所述光致折射率變化材料的非線性折射率系數(shù)高于二氧化硅的折射率系數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種Ρ0Ν，包括一個(gè)光線路終端0LT、一個(gè)第一波分復(fù)用器 WDM、一個(gè)第一無源光分路器P0S、至少一個(gè)第二 WDM和至少一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU ；每個(gè)所述ONU連接一個(gè)所述第二 WDM，將上行光信號(hào)傳送給對(duì)應(yīng)的所述第二 WDM ；每個(gè)第二 WDM的一側(cè)連接一個(gè)所述0NU，另一側(cè)連接所述第一 P0S，將來自對(duì)應(yīng)的 ONU的上行光信號(hào)傳送給所述第一 POS ；
所述第一 POS包括至少兩根分路單模波導(dǎo)、至少一根合路單模波導(dǎo)以及至少一根錐形波導(dǎo)，其中，所述錐形波導(dǎo)的一端耦合到至少兩根分路單模波導(dǎo)，所述錐形波導(dǎo)的另一端耦合到至少一根合路單模波導(dǎo)，所述錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成；所述光致折射率變化材料的非線性折射率系數(shù)高于二氧化硅的折射率系數(shù)；每根分路單模波導(dǎo)連接一個(gè)第二 WDM，接收來自所述第二 WDM的上行光信號(hào)，所述合路波導(dǎo)連接所述第一 WDM， 將來自所述第二 WDM的上行光信號(hào)傳送給所述第一 WDM ； 所述第一 WDM的一側(cè)連接所述第一 P0S，另一側(cè)連接所述0LT，將來自所述第一 POS 的上行光信號(hào)傳送給所述0LT。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例采用光致折射率變化材料制作POS的錐形波導(dǎo)的芯層，當(dāng)有光信號(hào)傳輸時(shí)，該光信號(hào)導(dǎo)致該芯層的折射率按光場分布變化，光場強(qiáng)的地方折射率變化大，光場弱的地方折射率變化小，因此能夠?qū)鬏敼膺M(jìn)行限制，降低上行傳輸?shù)墓庑盘?hào)的泄露損耗，提高上行傳輸效率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有的PO N系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A為本發(fā)明實(shí)施例一的POS的結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖；圖2B為本發(fā)明實(shí)施例一的POS的結(jié)構(gòu)示意圖的左視圖；圖2C為本發(fā)明實(shí)施例一的POS的結(jié)構(gòu)示意圖的實(shí)例；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的POS的輸出效率與芯層折射率變化的關(guān)系示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例三的PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖2A為本發(fā)明實(shí)施例一的POS的結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。圖2B為本發(fā)明實(shí)施例一的POS的結(jié)構(gòu)示意圖的左視圖。以圖2A為例，圖2A所示，該P(yáng)OS可以為一種低損無源光分路器(Loss-low Passive Optical Splitter，簡稱LP0S)，該P(yáng)OS的結(jié)構(gòu)包括至少兩根分路單模波導(dǎo)31、至少一根合路單模波導(dǎo)32以及至少一個(gè)錐形波導(dǎo)30。其中，該錐形波導(dǎo)30 一端耦合到上述至少兩根分路單模波導(dǎo)31，另一端耦合到上述至少一根合路單模波導(dǎo)32， 以及該P(yáng)OS置于硅襯底33上。該錐形波導(dǎo)30的芯層由光致折射率變化材料制成。光致折射率變化材料是一種非線性材料，當(dāng)光通過該材料時(shí)會(huì)導(dǎo)致該材料的折射率發(fā)生變化。所述光致折射率變化材料的非線性折射率系數(shù)高于二氧化硅的折射率系數(shù)，一般所述光致折射率變化材料的非線性折射率系數(shù)是二氧化硅的折射率系數(shù)的100000倍。優(yōu)選地，該光致折射率變化材料可以采用三階非線性材料，如ASxSy、Ge25k75_x、TeO2等，但是并不局限于以上三種材料。該錐形波導(dǎo)30的長度可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，也可以根據(jù)選取的材料不同而不同，例如，可以設(shè)置該錐形波導(dǎo)的長度范圍為1500納米至2500納米。該錐形波導(dǎo)30的寬度也跟選擇的光致折射率變化材料的具體材料有關(guān)，一般的單模傳輸，可以根據(jù)該錐形波導(dǎo)30的芯層和該錐形波導(dǎo)30的包層(或下包層)的折射率之差來確定該錐形波導(dǎo)30 的尺寸，具體的結(jié)構(gòu)示意圖的實(shí)例如圖2C所示。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，除了錐形波導(dǎo)30可以采用光致折射率變化材料，分路單模波導(dǎo)31和合路單模波導(dǎo)32中任何一個(gè)也可以采用光致折射率變化材料。即可以有如下任一情況上述分路單模波導(dǎo)31以及錐形波導(dǎo)30的芯層由光致折射率變化材料制成； 上述合路單模波導(dǎo)32以及錐形波導(dǎo)30的芯層由光致折射率變化材料制成；上述分路單模波導(dǎo)31、合路單模波導(dǎo)32、以及錐形波導(dǎo)30的芯層均由光致折射率變化材料制成。具體地，本發(fā)明實(shí)施例一的POS為Y分支型，包括如下部分至少兩根分路單模波導(dǎo)31、一根合路單模波導(dǎo)32以及一個(gè)錐形波導(dǎo)30。對(duì)于分路單模波導(dǎo)31、合路單模波導(dǎo) 32以及錐形波導(dǎo)30的芯層，而在本發(fā)明實(shí)施例一的POS中，至少其錐形波導(dǎo)30的芯層采用光致折射率變化材料，分路單模波導(dǎo)31、合路單模波導(dǎo)32的芯層也可以采用光致折射率變化材料。光致折射率變化材料是一種非線性材料。優(yōu)選地，該光致折射率變化材料可以采用三階非線性材料，如ASxSy、Ge25k75_x、TeO2等，但是并不局限于以上三種材料。在光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，本發(fā)明實(shí)施例一的POS可以替代現(xiàn)有的P0S，既可以作為上行傳輸?shù)腜OS使用，也可以作為下行傳輸?shù)腜OS使用。以下簡要說明本發(fā)明實(shí)施例一的POS的制造方法。根據(jù)現(xiàn)有的波導(dǎo)制作工藝，以該P(yáng)OS的具體實(shí)施方式
為分路單模波導(dǎo)31、合路單模波導(dǎo)32以及錐形波導(dǎo)30的芯層均采用光致折射率變化材料為例予以說明。該P(yáng)OS的制造方法為制造芯層為光致折射率變化材料的至少兩根分路單模波導(dǎo)、一根合路單模波導(dǎo)以及一個(gè)一端耦合到所述至少兩根分路單模波導(dǎo)、另一端耦合到所述一根合路單模波導(dǎo)的錐形波導(dǎo)。其中，光致折射率變化材料可以采用AsxSy、G%5Se75_x或TeO2，可以采用上述材料制造該P(yáng)OS的分路波導(dǎo)、合路波導(dǎo)以及錐形波導(dǎo)的芯層，但并不局限于上述材料。具體地，該P(yáng)OS制造方法可以包括如下步驟。第1步在硅片上制作二氧化硅層。在本步驟中，具體地，可以采用等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor D印osition，簡稱 PECVD)的方法，或者火焰水解沉積(Flame Hydrolysis D印osition，簡稱FHD)的方法，在硅片上制作一層二氧化硅層。第2步采用超快脈沖激光沉積法(Ultra-fast Pulsed Laser D印osition，簡稱 UFPLD)，在上述二氧化硅層的下包層沉積上述光致折射率變化材料的薄膜。在本步驟中，具體地，以光致折射率變化材料采用Asj3為例，采用UFPLD，在上述
二氧化硅層的下包層沉積一層Asj3薄膜。第3步在上述光致折射率變化材料的薄膜上旋涂光刻膠后，采用掩膜板進(jìn)行曝光處理。在本步驟中，該掩膜板上預(yù)先制作有同POS波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相同的遮光鉻膜，S卩該遮光鉻膜的結(jié)構(gòu)與上述至少兩根分路單模波導(dǎo)、一根合路單模波導(dǎo)以及一個(gè)錐形波導(dǎo)耦合后的結(jié)構(gòu)相同。具體地，以BP212光刻膠為例。首先，在Asj3薄膜上旋涂一層光刻膠，然后，在光刻膠的表面壓上掩膜板并用光刻機(jī)曝光，使光刻膠曝光。第4步對(duì)曝光后的上述光刻膠進(jìn)行顯影處理。在本步驟中，具體地，仍以BP212光刻膠為例，將曝光后的光刻膠薄膜放入1 50 的NaOH顯影液中顯影。第5步對(duì)顯影后的上述光致折射率變化材料的薄膜進(jìn)行刻蝕處理。在本步驟中，具體地，仍以光致折射率變化材料采用Asj3為例，使用電感耦合等 (Inductive Coupled Plasma Emission Spectrometer, ICP) Mt^fi, X^MfiB
露出的Asj3薄膜進(jìn)行刻蝕，刻蝕氣體可以為CF4和&的混合氣體。第6步在刻蝕后的上述光致折射率變化材料的薄膜上旋涂上包層。在本步驟中，具體地，仍以光致折射率變化材料采用Asj3為例，在刻蝕后的Asj3 薄膜上，旋涂上作為包層的聚硅氧烷，完成POS波導(dǎo)的制作。進(jìn)一步地，為了方便POS在光學(xué)系統(tǒng)中進(jìn)行熔接，還可以在光學(xué)平臺(tái)上，用置于V 型槽中的光纖陣列分別對(duì)上述POS的分路單模波導(dǎo)和合路單模波導(dǎo)耦合對(duì)準(zhǔn)，然后用紫外膠粘住。采用上述方法，即可制成分路單模波導(dǎo)31、合路單模波導(dǎo)32以及錐形波導(dǎo)30的芯層均采用光致折射率變化材料的P0S。在本發(fā)明實(shí)施例一的POS中，至少其錐形波導(dǎo)30的芯層采用光致折射率變化材料，分路單模波導(dǎo)31和合路單模波導(dǎo)32的芯層也可以采用光致折射率變化材料。根據(jù)光致折射率變化材料的材料特性，光從該材料內(nèi)部通過會(huì)導(dǎo)致該材料的折射率隨著光強(qiáng)而增大，光越強(qiáng)的位置的介質(zhì)折射率變化越大，光越弱的位置的介質(zhì)折射率變化越小，從而芯層中光場強(qiáng)弱不同的位置之間的折射率差變大，由于光場具有優(yōu)先在折射率大的介質(zhì)中傳播的特性，因此在光場越強(qiáng)處，折射率越大，光場越集中在該位置傳輸，從而通過增大芯層中光場強(qiáng)弱不同的位置之間的折射率差限制光的傳輸，降低光場向錐形波導(dǎo)30外的輻射造成的損耗，從而導(dǎo)致上行傳輸?shù)妮敵龉鈴?qiáng)增強(qiáng)，減小了上行傳輸?shù)墓鈸p耗，POS的輸出效率增大。即，在有光信號(hào)觸發(fā)的情況下，采用光致折射率變化材料制作芯層的該P(yáng)OS會(huì)進(jìn)入低損耗狀態(tài)。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的POS的輸出效率與芯層折射率變化的關(guān)系示意圖。其中，芯層采用光致折射率變化材料，輸出效率為POS作為上行傳輸?shù)腜OS使用時(shí)的輸出效率，即，以分路單模波導(dǎo)31作為輸入端且以合路單模波導(dǎo)32作為輸出端時(shí)獲得的輸出效率。如圖3所示，橫坐標(biāo)表示光場強(qiáng)分布區(qū)芯層的折射率，縱坐標(biāo)表示POS的輸出效率。當(dāng) POS中沒有光通過時(shí)，芯層折射率不發(fā)生改變，此時(shí)芯層折射率為1. 495,POS的輸出效率為 0. 46，即46%。當(dāng)POS中有光通過時(shí)，受到光場影響芯層折射率發(fā)生變化，變化后芯層的折射率為1. 498,POS的輸出效率達(dá)到0. 82，即82%。本發(fā)明實(shí)施例一的POS的上行輸出效率為82%，即損耗為18%，與現(xiàn)有的POS上行損耗50%相比，本發(fā)明實(shí)施例一的POS顯著降低了光信號(hào)的泄露而導(dǎo)致的光損耗，提高了上行傳輸效率。在本發(fā)明實(shí)施例一中，采用光致折射率變化材料制作POS的錐形波導(dǎo)的芯層，當(dāng)有光信號(hào)傳輸時(shí)，該光信號(hào)導(dǎo)致該芯層光場分布區(qū)的折射率變化，光強(qiáng)越強(qiáng)的地方折射率越大，從而通過增大芯層中光場強(qiáng)弱不同的位置之間的折射率差對(duì)光傳輸進(jìn)行限制，降低光信號(hào)的泄露損耗，進(jìn)而導(dǎo)致上行傳輸?shù)妮敵龉庑盘?hào)的光強(qiáng)增強(qiáng)，提高上行傳輸效率。并且，該P(yáng)OS是真正的無源器件，可以設(shè)置于PON網(wǎng)絡(luò)中的任何位置，應(yīng)用靈活方便。圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該P(yáng)ON系統(tǒng)中采用了本發(fā)明實(shí)施例一中記載的P0S。如圖4所示，該P(yáng)ON系統(tǒng)至少包括一個(gè)OLT 51、一個(gè)第一 WDM 52、 一個(gè)第一 POS 54、至少一個(gè)第二 WDM 55和至少一個(gè)ONU 56。在上行方向，每個(gè)ONU 56連接一個(gè)第二 WDM 55，每個(gè)ONU 56產(chǎn)生一個(gè)上行信號(hào)并傳送給對(duì)應(yīng)的第二 WDM 55。每個(gè)第二 WDM 55的一側(cè)連接一個(gè)ONU 56，另一側(cè)連接第一 POS 54，將來自對(duì)應(yīng)的ONU 56的上行光信號(hào)傳送給第一 POS 54。第一 POS M令來自至少一個(gè)第二 WDM 55的至少一個(gè)上行光信號(hào)按時(shí)分復(fù)用依次通過，并傳送給第一 WDM 52。第一 WDM52的一側(cè)連接第一 POS 54，另一側(cè)連接OLT 51，將來自第一 POS M的上行光信號(hào)傳送給 OLT 51。該P(yáng)O N系統(tǒng)中的第一 POS M采用本發(fā)明實(shí)施例一中記載的P0S。具體地，該第一 POS 54包括至少兩根分路單模波導(dǎo)、至少一根合路單模波導(dǎo)以及至少一根錐形波導(dǎo)， 該錐形波導(dǎo)的一端分別耦合到上述至少兩根分路單模波導(dǎo)，另一端耦合到上述至少一根合路單模波導(dǎo)。在第一 POSM分別與第一 WDM 52和第二 WDM 55連接時(shí)，分路單模波導(dǎo)和合路單模波導(dǎo)與單模光纖陣列用紫外膠封裝，每根分路單模光纖耦合到一個(gè)第二 WDM 55，接收來自第二 WDM 55的上行光信號(hào)，該合路光纖連接第一 WDM 52，將來自第二 WDM 55的上行光信號(hào)傳送給第一 WDM 52。上述第一 POS M中，至少該錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成?；蛘撸?在錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成的基礎(chǔ)上，上述分路單模波導(dǎo)和合路單模波導(dǎo)之一或者兩者的芯層也由光致折射率變化材料制成。優(yōu)選地，該光致折射率變化材料可以采用ASxSy、Ge25k75_x、Te02等三階非線性材料，但是并不局限于以上三種材料。當(dāng)PO N系統(tǒng)中有上行光信號(hào)傳輸時(shí)，該光信號(hào)導(dǎo)致該芯層光場分布區(qū)的折射率變化，光強(qiáng)越強(qiáng)的地方折射率差越大，從而對(duì)光傳輸進(jìn)行限制，降低光信號(hào)的泄露損耗，進(jìn)而導(dǎo)致上行傳輸?shù)妮敵龉庑盘?hào)的光強(qiáng)增強(qiáng)，提高上行傳輸效率。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，該P(yáng)ON系統(tǒng)還可以包括一個(gè)POS 53。該P(yáng)OS 53可以采用現(xiàn)有的任意形式的P0S，用于下行傳輸。具體地，OLT 51將下行光信號(hào)傳送給第一 WDM 52。第一 WDM 52的一側(cè)連接OLT 51，另一側(cè)連接POS 53和第一 POS 54，用于對(duì)合路上行光信號(hào)與合路下行光信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用。POS 53的一側(cè)連接第一 WDM 52，另一側(cè)連接至少一個(gè)第二 WDM 55。每個(gè)第二 WDM 55 的一側(cè)連接POS 53和第一 POS 54，另一側(cè)連接一個(gè)ONU 56，用于對(duì)與之相連的ONU 56的分路上行光信號(hào)與分路下行光信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用。在下行方向，OLT 51將下行光信號(hào)傳送給第一WDM 52，第一WDM 52將來自O(shè)LT 51 的下行光信號(hào)傳送給POS 53。POS 53將來自第一 WDM 52的下行光信號(hào)分路傳送給至少一個(gè)第二 WDM 55。具體地，POS 53對(duì)來自第一 WDM 52的下行光信號(hào)進(jìn)行分路，獲得至少一個(gè)分路后的下行光信號(hào)，并將每一個(gè)分路后的下行光信號(hào)傳送到一個(gè)第二 WDM 55。每個(gè)第二 WDM55將自身獲得的來自POS 53的一個(gè)下行光信號(hào)傳送給相連的ONU 56。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也可以采用本發(fā)明實(shí)施例一中記載的LPOS代替上述 POS 53。S卩，該P(yáng)ON系統(tǒng)中不僅包括一個(gè)OLT 51、一個(gè)第一 WDM 52、一個(gè)第一 POS 54、至少一個(gè)第二 WDM 55和至少一個(gè)ONU 56，還包括一個(gè)第二 P0S。該第二 POS在PON系統(tǒng)中的連接關(guān)系與上述POS 53相同。具體地，第二 POS包括至少兩根分路單模波導(dǎo)、一根合路單模波導(dǎo)以及至少一根錐形波導(dǎo)。其中，該錐形波導(dǎo)的一端耦合到至少兩根分路單模波導(dǎo)，另一端耦合到至少一根合路單模波導(dǎo)，該錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成。上述合路波導(dǎo)連接第一 WDM 52，接收來自第一 WDM 52的下行光信號(hào)，每根分路單模波導(dǎo)連接一個(gè)第二 WDM 55，將來自第一 WDM 52的下行光信號(hào)傳送給對(duì)應(yīng)的第二 WDM 55。上述第二 POS中，至少該錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成?；蛘?，在錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成的基礎(chǔ)上，上述分路單模波導(dǎo)和合路單模波導(dǎo)之一或者兩者的芯層也由光致折射率變化材料制成。優(yōu)選地，該光致折射率變化材料可以采用ASxSy、Ge25k75_x、TeA等三階非線性材料，但是并不局限于以上三種材料(具體對(duì)該光致折射率變化材料的長度和寬度以及折射率的范圍的描述與實(shí)施例一一致，詳細(xì)請(qǐng)參見上述實(shí)施例一的描述，這里就不再贅述)。在本發(fā)明實(shí)施例二中，PON系統(tǒng)上行傳輸?shù)牡谝?POS采用光致折射率變化材料制作其錐形波導(dǎo)的芯層。當(dāng)有上行光信號(hào)傳輸時(shí)，該上行光信號(hào)自身觸發(fā)第一 POS進(jìn)入低損耗狀態(tài)，導(dǎo)致該芯層光場分布區(qū)的折射率變化，光強(qiáng)越強(qiáng)的地方折射率差越大，從而對(duì)光傳輸進(jìn)行限制，導(dǎo)致上行傳輸?shù)妮敵龉庑盘?hào)的光強(qiáng)增強(qiáng)，因此，采用本發(fā)明實(shí)施例二的PON系統(tǒng)能夠降低上行傳輸?shù)墓庑盘?hào)的泄露損耗，提高上行傳輸效率。圖5為本發(fā)明實(shí)施例三的PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。因?yàn)樵诒景l(fā)明實(shí)施例一的技術(shù)方案中，制作POS的錐形波導(dǎo)的芯層可以采用多種具體的光致折射率變化材料。在實(shí)際應(yīng)用中，不同材料的特性各有不同，例如有些光致折射率變化材料的響應(yīng)時(shí)間較慢，有些光致折射率變化材料所需要的響應(yīng)功率較大，針對(duì)上述這兩種情況，可以采用本發(fā)明實(shí)施例三提出的PON系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)施例三的PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中不僅包括本發(fā)明實(shí)施例二記載的PON系統(tǒng)， 還包括至少一個(gè)激光器61，其中每一個(gè)ONU 56連接一個(gè)激光器61。如圖6所示，該P(yáng)ON系統(tǒng)包括一個(gè)OLT 51、一個(gè)第一 WDM 52、一個(gè)POS 53、一個(gè)第一 POS 54、至少一個(gè)第二 WDM 55、至少一個(gè)ONU 56和至少一個(gè)激光器61。其中，OLT51、第一 WDM 52,POS 53、第一 POS 54、至少一個(gè)第二 WDM 55、和至少一
個(gè)ONU 56的結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系與本發(fā)明實(shí)施例二記載的PON系統(tǒng)相同，在此不再贅述。該 PON系統(tǒng)中的第一 POS M采用本發(fā)明實(shí)施例一中記載的P0S。具體地，該第一 POS討包括至少兩根分路單模波導(dǎo)、至少一根合路單模波導(dǎo)以及至少一根錐形波導(dǎo)。至少該錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成，或者，錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料的基礎(chǔ)上，上述分路單模波導(dǎo)和合路單模波導(dǎo)之一或者兩者的芯層也由光致折射率變化材料制成。優(yōu)選地，該光致折射率變化材料可以采用AsxSy、Ge25Se75_x, TeO2等三階非線性材料，但是并不局限于以上三種材料。由于錐形波導(dǎo)的芯層采用光致折射率變化材料制成，因此當(dāng)有光通過該材料時(shí)，該光信號(hào)導(dǎo)致該芯層光場分布區(qū)的折射率變化，光強(qiáng)越強(qiáng)的地方折射率差越大，從而對(duì)光傳輸進(jìn)行限制，降低光信號(hào)的泄露損耗，進(jìn)而導(dǎo)致上行傳輸?shù)妮敵龉庑盘?hào)的光強(qiáng)增強(qiáng)，提高上行傳輸效率。對(duì)于上述至少一個(gè)激光器61，其中，每一個(gè)激光器61連接一個(gè)ONU 56，用于在其連接的ONU 56發(fā)送上行光信號(hào)之前發(fā)送先導(dǎo)激光。該先導(dǎo)激光在ONU 56上傳分路上行光信號(hào)之前發(fā)送，用于開啟第一 POS M中的折射率變化。該先導(dǎo)激光可以由ONU 56控制嵌入到分路上行光信號(hào)的信號(hào)編碼中。具體地，在待上傳的上行光信號(hào)的信號(hào)頭的位置發(fā)送該先導(dǎo)激光，由于第一 POS M的芯層采用了光致折射率變化材料，因此，先導(dǎo)激光進(jìn)入第一 P0S54的錐形波導(dǎo)會(huì)導(dǎo)致該錐形波導(dǎo)的芯層的折射率發(fā)生變化，從而對(duì)光傳輸進(jìn)行限制，導(dǎo)致該第一 POS 54的上行傳輸?shù)男孤稉p耗降低，從而使得當(dāng)緊隨先導(dǎo)激光之后的上行光信號(hào)到達(dá)第一 POS M時(shí)，該第一 POS M對(duì)該路上行光信號(hào)低損模式已經(jīng)打開，因此該上行光信號(hào)可以低損耗地通過該第一 POS 54。較佳地，由于大功率激光或窄脈沖激光更易于實(shí)現(xiàn)非線性效應(yīng)，因此，該激光器61可以采用大功率激光器61或窄脈沖激光器61。在本發(fā)明實(shí)施例三中，不僅該P(yáng)ON系統(tǒng)的上行傳輸?shù)牡谝?POS采用光致折射率變化材料制作其錐形波導(dǎo)的芯層，并且還為每一個(gè)ONU配置了一個(gè)激光器。在ONU發(fā)送上行光信號(hào)之前，該激光器先發(fā)送先導(dǎo)激光，該先導(dǎo)激光用于觸發(fā)第一 POS進(jìn)入低損耗狀態(tài)，使第一 POS內(nèi)的光致折射率變化材料發(fā)生折射率變化，使該第一 POS的泄露損耗降低。當(dāng)正式的上行光信號(hào)傳輸時(shí)，該上行光信號(hào)能夠直接低損耗地通過該第一 P0S，因此進(jìn)一步地降低了上行傳輸?shù)墓庑盘?hào)的泄露損耗，提高上行傳輸效率。需要說明的是對(duì)于前述的各方法實(shí)施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動(dòng)作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動(dòng)作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或者同時(shí)進(jìn)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的動(dòng)作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。在上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種無源光分路器P0S，其特征在于，包括至少兩根分路單模波導(dǎo)、至少一根合路單模波導(dǎo)和至少一根錐形波導(dǎo)，其中，所述錐形波導(dǎo)的一端耦合到至少兩根分路單模波導(dǎo)， 所述錐形波導(dǎo)的另一端耦合到至少一根合路單模波導(dǎo)；所述錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成，所述光致折射率變化材料的非線性折射率系數(shù)高于二氧化硅的折射率系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P0S，其特征在于，所述光致折射率變化材料包括三階非線性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的P0S，其特征在于，所述光致折射率變化材料包括 AsxSy、Ge25Se75-x 或 Te02o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P0S，其特征在于，所述分路單模波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P0S，其特征在于，所述合路單模波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成。
6.一種無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Ρ0Ν，其特征在于，包括一個(gè)光線路終端0LT、一個(gè)第一波分復(fù)用器WDM、一個(gè)第一無源光分路器P0S、至少一個(gè)第二 WDM和至少一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU ；每個(gè)所述ON U連接一個(gè)所述第二 WDM，將上行光信號(hào)傳送給對(duì)應(yīng)的所述第二 WDM ； 每個(gè)第二 WDM的一側(cè)連接一個(gè)所述0NU，另一側(cè)連接所述第一 P0S，將來自對(duì)應(yīng)的ONU 的上行光信號(hào)傳送給所述第一 POS ；所述第一 POS包括至少兩根分路單模波導(dǎo)、至少一根合路單模波導(dǎo)以及至少一根錐形波導(dǎo)，其中，所述錐形波導(dǎo)的一端耦合到至少兩根分路單模波導(dǎo)，所述錐形波導(dǎo)的另一端耦合到至少一根合路單模波導(dǎo)，所述錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成；所述光致折射率變化材料的非線性折射率系數(shù)高于二氧化硅的折射率系數(shù)；每根分路單模波導(dǎo)連接一個(gè)第二 WDM，接收來自所述第二 WDM的上行光信號(hào)，所述合路波導(dǎo)連接所述第一 WDM，將來自所述第二 WDM的上行光信號(hào)傳送給所述第一 WDM ；所述第一 WDM的一側(cè)連接所述第一 P0S，另一側(cè)連接所述0LT，將來自所述第一 POS的上行光信號(hào)傳送給所述OLT。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)無源光分路器POS； 所述OLT還將下行光信號(hào)傳送給所述第一 WDM ；所述第一 WDM還連接所述P0S，將來自所述OLT的下行光信號(hào)傳送給所述POS ； 所述POS的一側(cè)連接所述第一 WDM，另一側(cè)連接所述至少一個(gè)第二 WDM，將來自所述第一 WDM的下行光信號(hào)分路傳送給所述至少一個(gè)第二 WDM ；每個(gè)第二 WDM還連接所述P0S，將來自所述POS的下行光信號(hào)傳送給對(duì)應(yīng)的所述ON U。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)第二POS ； 所述OLT還將下行光信號(hào)傳送給所述第一 WDM ；所述第一 WDM還連接所述第二 P0S，將來自所述OLT的下行光信號(hào)傳送給所述第二POS ；所述第二 POS包括至少兩根分路單模波導(dǎo)、至少一根合路單模波導(dǎo)以及至少一根錐形波導(dǎo)，其中，所述錐形波導(dǎo)的一端分別與至少兩根分路單模波導(dǎo)耦合，所述錐形波導(dǎo)的另一端與至少一根合路單模波導(dǎo)耦合，所述錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成，所述合路波導(dǎo)連接所述第一 WDM，接收來自所述第一 WDM的下行光信號(hào)，每根分路單模波導(dǎo)連接一個(gè)所述第二 WDM，將來自所述第一 WDM的下行光信號(hào)傳送給對(duì)應(yīng)的所述第二 WDM ；每個(gè)第二 WDM還連接所述P0S，將來自所述第二 POS的下行光信號(hào)傳送給對(duì)應(yīng)的所述ONU。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光致折射率變化材料包括三階非線性材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光致折射率變化材料包括:AsxSy、 Ge25Se75-x 或 1^02。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述分路單模波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述合路單模波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少一個(gè)激光器；所述激光器與所述ONU相連接，用于在所述ONU發(fā)送上行光信號(hào)之前發(fā)送先導(dǎo)激光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無源光分路器和無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其中，無源光分路器包括至少兩根分路單模波導(dǎo)、至少一根合路單模波導(dǎo)以及至少一根錐形波導(dǎo)，其中，錐形波導(dǎo)的一端分別與至少兩根分路單模波導(dǎo)耦合，錐形波導(dǎo)的另一端與至少一根合路單模波導(dǎo)耦合；錐形波導(dǎo)的芯層由光致折射率變化材料制成。采用本發(fā)明提供的無源光分路器和無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用光致折射率變化材料制作無源光分路器的錐形波導(dǎo)的芯層，當(dāng)有光信號(hào)傳輸時(shí)，通過增大芯層中光場強(qiáng)弱不同的位置之間的折射率差對(duì)光傳輸進(jìn)行限制，降低光信號(hào)的泄露損耗，提高上行傳輸效率。
文檔編號(hào)G02B6/125GK102216822SQ201180000570
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者周小平, 王衛(wèi)陽, 趙峻, 陳聰 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司